[發明專利]光電變換裝置以及光電變換模塊

有效

• 申請號: 201580042051.3
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN106663705B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 二宮壽一;久保新太郎;仲山徹
• 申請（專利權）人: 京瓷株式會社
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;B82Y20/00;H01L31/0224;H01L31/0236
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 樸英淑

本發明提供一種載流子的收集能力高且由此能夠提高短路電流密度的光電變換裝置以及光電變換模塊。本發明具備：量子點集聚部(1)；基部層(3)，被配置在量子點集聚部(1)中的至少一個主面并具有集電性；以及多個載流子收集部(5)，從該基部層(3)延伸到量子點集聚部(1)內，具有開放端且呈柱狀，該載流子收集部(5)以金屬氧化物為主體，在開放端的附近部(5a)中，氧相對于金屬的摩爾比高于該開放端的附近部(5a)以外的主體部(5b)。載流子收集部(5)作為副成分包含選自Li、Na、K、Ga、B以及Al的組的一種，其含量為1～5原子％。

技術領域

本發明涉及光電變換裝置以及光電變換模塊。

背景技術

在作為下一代的光電變換裝置而被期待的具備量子點的太陽能電池(以下，有時稱為“量子點太陽能電池”。)中，在構成pn結的兩片半導體層之間作為光感測層而插入集聚了量子點的量子點集聚部。

量子點太陽能電池將特定波長的太陽光照射到量子點而激發的電子和在該電子從價電子帶激發到導帶時產生的空穴利用為載流子。

在該情況下，量子點太陽能電池的光電變換效率與在量子點集聚部內生成的載流子的總量相關，因此，例如可增厚量子點集聚部的厚度來增加量子點的集聚度，從而提高發電量。

量子點的周圍通常被具有比量子點本身的帶隙大的帶隙的勢壘層所包圍。因此，理論上認為難以產生由于電子的聲子發射造成的能量弛豫，且不易湮滅。

然而，在使量子點集聚而形成了量子點集聚部的情況下，在量子點內生成的載流子容易與存在于包括勢壘層的量子點集聚部內的缺陷結合而湮滅，由此，載流子的密度會降低，會引起電荷量的降低，存在不能提高光電變換效率的問題。

針對這樣的問題，近年來提出了用于在量子點集聚部內提高載流子的集電性的各種構造。例如，在專利用文獻1示出了如下的例子，即，如圖10所示，在基板101與電極層103的層間，在填充有多個量子點105a的量子點集聚部105內配置有被稱為納米棒的柱狀的載流子收集部107。

在先技術文獻

專利用文獻

專利用文獻1：日本特表2009-536790號公報

發明內容

發明要解決的課題

然而，即使在專利用文獻1公開的量子點太陽能電池中，仍存在載流子的收集能力低且太陽能電池的變換效率的指標即短路電流密度低的問題。

因此，本發明的目的在于，提供一種載流子的收集能力高且能夠由此提高短路電流密度的光電變換裝置以及光電變換模塊。

用于解決課題的手段

本發明的光電變換裝置具備：量子點集聚部，具有多個量子點；基部層，被配置在該量子點集聚部的表面且具有集電性；以及多個載流子收集部，從該基部層延伸到所述量子點集聚部內，且呈柱狀，所述載流子收集部包括開放端部和該開放端部以外的主體部，且以金屬氧化物為主體，在所述開放端部中，氧相對于金屬的摩爾比高于所述主體部。

本發明的光電變換模塊具有多個上述的光電變換裝置，是通過連接導體來將相鄰的所述光電變換裝置彼此電連接而成的。

發明效果

根據本發明的光電變換裝置以及光電變換模塊，載流子的收集能力高，且能夠提高短路電流密度。

附圖說明

圖1是局部示出第一實施方式的光電變換裝置的剖面示意圖。

圖2(a)是局部示出第二實施方式的光電變換裝置的剖面示意圖，圖2(b)是沿著圖2(a)的A-A線的剖視圖。